സ്വിച്ചിംഗ് പവർ റിപ്പിൾ അനിവാര്യമാണ്. ഞങ്ങളുടെ ആത്യന്തിക ഉദ്ദേശം ഔട്ട്പുട്ട് റിപ്പിൾ ഒരു സഹിക്കാവുന്ന തലത്തിലേക്ക് കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ്. ഈ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും അടിസ്ഥാനപരമായ പരിഹാരം അലകളുടെ തലമുറ ഒഴിവാക്കുക എന്നതാണ്. ഒന്നാമതായി, കാരണവും.
SWITCH-ൻ്റെ സ്വിച്ച് ഉപയോഗിച്ച്, ഇൻഡക്ടൻസ് L ലെ കറൻ്റ് ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റിൻ്റെ സാധുവായ മൂല്യത്തിൽ മുകളിലേക്കും താഴേക്കും ചാഞ്ചാടുന്നു. അതിനാൽ, ഔട്ട്പുട്ട് അറ്റത്ത് സ്വിച്ചിൻ്റെ അതേ ആവൃത്തിയിലുള്ള ഒരു തരംഗവും ഉണ്ടാകും. സാധാരണയായി, റൈബറിൻ്റെ അലകൾ ഇതിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്ററിൻ്റെയും ESR ൻ്റെയും ശേഷിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഈ അലകളുടെ ആവൃത്തി സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈക്ക് തുല്യമാണ്, പതിനായിരക്കണക്കിന് മുതൽ നൂറുകണക്കിന് kHz വരെയാണ്.
കൂടാതെ, സ്വിച്ച് സാധാരണയായി ബൈപോളാർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അല്ലെങ്കിൽ MOSFET-കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഏതായാലും ഓൺ ചെയ്ത് ചാവുമ്പോൾ ഉയർച്ച കുറയും. ഈ സമയത്ത്, സർക്യൂട്ടിൽ ശബ്ദം ഉണ്ടാകില്ല, അത് സ്വിച്ച് റൈസിംഗ് കുറയുന്ന സമയത്തിന് തുല്യമോ അല്ലെങ്കിൽ കുറച്ച് തവണയോ ആണ്, ഇത് സാധാരണയായി പതിനായിരക്കണക്കിന് മെഗാഹെർട്സ് ആണ്. അതുപോലെ, ഡയോഡ് ഡി റിവേഴ്സ് റിക്കവറിയിലാണ്. തത്തുല്യമായ സർക്യൂട്ട് റെസിസ്റ്റൻസ് കപ്പാസിറ്ററുകളുടെയും ഇൻഡക്റ്ററുകളുടെയും പരമ്പരയാണ്, അത് അനുരണനത്തിന് കാരണമാകും, കൂടാതെ ശബ്ദ ആവൃത്തി പതിനായിരക്കണക്കിന് MHz ആണ്. ഈ രണ്ട് ശബ്ദങ്ങളെയും പൊതുവെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി നോയ്സ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, കൂടാതെ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് സാധാരണയായി റിപ്പിളിനേക്കാൾ വളരെ വലുതാണ്.
ഇത് ഒരു AC / DC കൺവെർട്ടറാണെങ്കിൽ, മുകളിൽ പറഞ്ഞ രണ്ട് തരംഗങ്ങൾ (ശബ്ദം) കൂടാതെ, AC ശബ്ദവും ഉണ്ട്. ഇൻപുട്ട് എസി പവർ സപ്ലൈയുടെ ആവൃത്തിയാണ് ആവൃത്തി, ഏകദേശം 50-60Hz. ഒരു കോ-മോഡ് ശബ്ദവുമുണ്ട്, കാരണം പല സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈകളുടെയും പവർ ഉപകരണം ഷെല്ലിനെ ഒരു റേഡിയേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു.
സ്വിച്ചിംഗ് പവർ റിപ്പിൾസിൻ്റെ അളവ്
അടിസ്ഥാന ആവശ്യകതകൾ:
ഒരു ഓസിലോസ്കോപ്പ് എസി ഉപയോഗിച്ച് ഘടിപ്പിക്കൽ
20MHz ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് പരിധി
അന്വേഷണത്തിൻ്റെ ഗ്രൗണ്ട് വയർ അൺപ്ലഗ് ചെയ്യുക
1.എസി കപ്ലിംഗ് എന്നത് സൂപ്പർപോസിഷൻ ഡിസി വോൾട്ടേജ് നീക്കം ചെയ്യാനും കൃത്യമായ തരംഗരൂപം നേടാനുമാണ്.
2. 20MHz ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് പരിധി തുറക്കുന്നത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ശബ്ദത്തിൻ്റെ ഇടപെടൽ തടയുന്നതിനും പിശക് തടയുന്നതിനുമാണ്. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പോസിഷൻ്റെ വ്യാപ്തി വലുതായതിനാൽ, അളക്കുമ്പോൾ അത് നീക്കം ചെയ്യണം.
3. ഓസിലോസ്കോപ്പ് പ്രോബിൻ്റെ ഗ്രൗണ്ട് ക്ലിപ്പ് അൺപ്ലഗ് ചെയ്യുക, ഇടപെടൽ കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഗ്രൗണ്ട് മെഷർമെൻ്റ് മെഷർമെൻ്റ് ഉപയോഗിക്കുക. പല വകുപ്പുകളിലും ഗ്രൗണ്ട് റിംഗ് ഇല്ല. എന്നാൽ ഇത് യോഗ്യമാണോ എന്ന് വിലയിരുത്തുമ്പോൾ ഈ ഘടകം പരിഗണിക്കുക.
50Ω ടെർമിനൽ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ് മറ്റൊരു കാര്യം. ഓസിലോസ്കോപ്പിൻ്റെ വിവരങ്ങൾ അനുസരിച്ച്, 50Ω മൊഡ്യൂൾ ഡിസി ഘടകം നീക്കം ചെയ്യുകയും എസി ഘടകം കൃത്യമായി അളക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അത്തരം പ്രത്യേക പേടകങ്ങളുള്ള ഓസിലോസ്കോപ്പുകൾ കുറവാണ്. മിക്ക കേസുകളിലും, 100kΩ മുതൽ 10MΩ വരെയുള്ള പേടകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് താൽക്കാലികമായി വ്യക്തമല്ല.
സ്വിച്ചിംഗ് റിപ്പിൾ അളക്കുമ്പോൾ മുകളിലുള്ള അടിസ്ഥാന മുൻകരുതലുകൾ ആണ്. ഓസിലോസ്കോപ്പ് പ്രോബ് ഔട്ട്പുട്ട് പോയിൻ്റിലേക്ക് നേരിട്ട് തുറന്നിട്ടില്ലെങ്കിൽ, അത് വളച്ചൊടിച്ച ലൈനുകളോ 50Ω കോക്സിയൽ കേബിളുകളോ ഉപയോഗിച്ച് അളക്കണം.
ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ശബ്ദം അളക്കുമ്പോൾ, ഓസിലോസ്കോപ്പിൻ്റെ പൂർണ്ണ ബാൻഡ് സാധാരണയായി നൂറുകണക്കിന് മെഗാ മുതൽ GHz വരെ ആണ്. മറ്റുള്ളവ മുകളിൽ പറഞ്ഞതിന് സമാനമാണ്. ഒരുപക്ഷേ വ്യത്യസ്ത കമ്പനികൾക്ക് വ്യത്യസ്ത പരീക്ഷണ രീതികളുണ്ട്. അന്തിമ വിശകലനത്തിൽ, നിങ്ങളുടെ പരിശോധനാ ഫലങ്ങൾ നിങ്ങൾ അറിഞ്ഞിരിക്കണം.
ഓസിലോസ്കോപ്പിനെക്കുറിച്ച്:
ചില ഡിജിറ്റൽ ഓസിലോസ്കോപ്പിന് ഇടപെടലും സംഭരണ ആഴവും കാരണം തരംഗങ്ങൾ ശരിയായി അളക്കാൻ കഴിയില്ല. ഈ സമയത്ത്, ഓസിലോസ്കോപ്പ് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ചിലപ്പോൾ പഴയ സിമുലേഷൻ ഓസിലോസ്കോപ്പ് ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് പതിനായിരക്കണക്കിന് മെഗാ മാത്രമാണെങ്കിലും, പ്രകടനം ഡിജിറ്റൽ ഓസിലോസ്കോപ്പിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്.
സ്വിച്ചിംഗ് പവർ റിപ്പിൾസ് തടയൽ
റിപ്പിൾസ് മാറുന്നതിന്, സൈദ്ധാന്തികമായും യഥാർത്ഥമായും നിലനിൽക്കുന്നു. അതിനെ അടിച്ചമർത്താനോ കുറയ്ക്കാനോ മൂന്ന് വഴികളുണ്ട്:
1. ഇൻഡക്റ്റൻസും ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്റർ ഫിൽട്ടറിംഗും വർദ്ധിപ്പിക്കുക
സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ ഫോർമുല അനുസരിച്ച്, ഇൻഡക്റ്റീവ് ഇൻഡക്റ്റൻസിൻ്റെ നിലവിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളുടെ വലുപ്പവും ഇൻഡക്റ്റൻസ് മൂല്യവും വിപരീത ആനുപാതികമായി മാറുന്നു, കൂടാതെ ഔട്ട്പുട്ട് റിപ്പിൾസും ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളും വിപരീത അനുപാതവുമാണ്. അതിനാൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ, ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്ററുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് അലകൾ കുറയ്ക്കും.
മുകളിലുള്ള ചിത്രം സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈ ഇൻഡക്ടർ L ലെ നിലവിലെ തരംഗരൂപമാണ്. അതിൻ്റെ റിപ്പിൾ കറൻ്റ് △ i ഇനിപ്പറയുന്ന ഫോർമുലയിൽ നിന്ന് കണക്കാക്കാം:
എൽ മൂല്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയോ സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നത് ഇൻഡക്റ്റൻസിലെ നിലവിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ കുറയ്ക്കുമെന്ന് കാണാൻ കഴിയും.
അതുപോലെ, ഔട്ട്പുട്ട് റിപ്പിൾസും ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്ററുകളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം: VRIPPLE = IMAX/(CO × F). ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്റർ മൂല്യം വർദ്ധിപ്പിച്ചാൽ റിപ്പിൾ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് കാണാം.
വലിയ കപ്പാസിറ്റിയുടെ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കുന്നതിന് ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്റൻസിനായി അലുമിനിയം ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് സാധാരണ രീതി. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ശബ്ദം അടിച്ചമർത്തുന്നതിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്ററുകൾ വളരെ ഫലപ്രദമല്ല, മാത്രമല്ല ESR താരതമ്യേന വലുതാണ്, അതിനാൽ അലുമിനിയം ഇലക്ട്രോലൈറ്റിക് കപ്പാസിറ്ററുകളുടെ അഭാവം നികത്താൻ അതിനടുത്തുള്ള ഒരു സെറാമിക് കപ്പാസിറ്ററിനെ ഇത് ബന്ധിപ്പിക്കും.
അതേ സമയം, വൈദ്യുതി വിതരണം പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലിൻ്റെ വോൾട്ടേജ് VIN മാറ്റമില്ല, എന്നാൽ സ്വിച്ച് ഉപയോഗിച്ച് നിലവിലെ മാറുന്നു. ഈ സമയത്ത്, ഇൻപുട്ട് പവർ സപ്ലൈ ഒരു കറണ്ട് കിണർ നൽകുന്നില്ല, സാധാരണയായി നിലവിലെ ഇൻപുട്ട് ടെർമിനലിന് സമീപം (ബക്ക് തരം ഉദാഹരണമായി എടുക്കുന്നത്, സ്വിച്ചിന് സമീപമാണ്), കൂടാതെ കറൻ്റ് നൽകുന്നതിന് കപ്പാസിറ്റൻസ് ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു.
ഈ പ്രതിവിധി പ്രയോഗിച്ചതിന് ശേഷം, ബക്ക് സ്വിച്ച് പവർ സപ്ലൈ ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:
മുകളിലെ സമീപനം തരംഗങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. വോളിയം പരിധി കാരണം, ഇൻഡക്റ്റൻസ് വളരെ വലുതായിരിക്കില്ല; ഔട്ട്പുട്ട് കപ്പാസിറ്റർ ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ വർദ്ധിക്കുന്നു, കൂടാതെ അലകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിൽ വ്യക്തമായ ഫലമൊന്നുമില്ല; സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസിയുടെ വർദ്ധനവ് സ്വിച്ച് നഷ്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കും. അതിനാൽ ആവശ്യകതകൾ കർശനമായിരിക്കുമ്പോൾ, ഈ രീതി വളരെ നല്ലതല്ല.
വൈദ്യുതി വിതരണം സ്വിച്ചുചെയ്യുന്നതിനുള്ള തത്വങ്ങൾക്കായി, നിങ്ങൾക്ക് വിവിധ തരം സ്വിച്ചിംഗ് പവർ ഡിസൈൻ മാനുവലുകൾ റഫർ ചെയ്യാം.
2. ഫസ്റ്റ് ലെവൽ എൽസി ഫിൽട്ടറുകൾ ചേർക്കുന്നതാണ് രണ്ട് ലെവൽ ഫിൽട്ടറിംഗ്
നോയിസ് റിപ്പിളിൽ എൽസി ഫിൽട്ടറിൻ്റെ ഇൻഹിബിറ്ററി പ്രഭാവം താരതമ്യേന വ്യക്തമാണ്. നീക്കം ചെയ്യേണ്ട റിപ്പിൾ ഫ്രീക്വൻസി അനുസരിച്ച്, ഫിൽട്ടർ സർക്യൂട്ട് രൂപീകരിക്കുന്നതിന് അനുയോജ്യമായ ഇൻഡക്റ്റർ കപ്പാസിറ്റർ തിരഞ്ഞെടുക്കുക. പൊതുവേ, ഇത് നന്നായി അലകൾ കുറയ്ക്കും. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഫീഡ്ബാക്ക് വോൾട്ടേജിൻ്റെ സാമ്പിൾ പോയിൻ്റ് നിങ്ങൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്. (ചുവടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ)
LC ഫിൽട്ടറിന് (PA) മുമ്പായി സാമ്പിൾ പോയിൻ്റ് തിരഞ്ഞെടുത്തു, ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് കുറയും. ഏതൊരു ഇൻഡക്റ്റൻസിനും ഡിസി റെസിസ്റ്റൻസ് ഉള്ളതിനാൽ, കറൻ്റ് ഔട്ട്പുട്ട് ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ഇൻഡക്റ്റൻസിൽ ഒരു വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് ഉണ്ടാകും, ഇത് വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജിൽ കുറയുന്നു. ഈ വോൾട്ടേജ് ഡ്രോപ്പ് ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റിനൊപ്പം മാറുന്നു.
LC ഫിൽട്ടറിന് (PB) ശേഷം സാമ്പിൾ പോയിൻ്റ് തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെടുന്നു, അങ്ങനെ ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് നമുക്ക് ആവശ്യമുള്ള വോൾട്ടേജാണ്. എന്നിരുന്നാലും, പവർ സിസ്റ്റത്തിനുള്ളിൽ ഒരു ഇൻഡക്ടൻസും ഒരു കപ്പാസിറ്ററും അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് സിസ്റ്റം അസ്ഥിരതയ്ക്ക് കാരണമാകും.
3. സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ ഔട്ട്പുട്ടിന് ശേഷം, LDO ഫിൽട്ടറിംഗ് ബന്ധിപ്പിക്കുക
അലകളും ശബ്ദവും കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും ഫലപ്രദമായ മാർഗമാണിത്. ഔട്ട്പുട്ട് വോൾട്ടേജ് സ്ഥിരമാണ്, യഥാർത്ഥ ഫീഡ്ബാക്ക് സിസ്റ്റം മാറ്റേണ്ടതില്ല, എന്നാൽ ഇത് ഏറ്റവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവുമാണ്.
ഏതൊരു എൽഡിഒയ്ക്കും ഒരു സൂചകമുണ്ട്: ശബ്ദ അടിച്ചമർത്തൽ അനുപാതം. ഇത് ഒരു ഫ്രീക്വൻസി-ഡിബി കർവ് ആണ്, ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെ LT3024 LT3024 ൻ്റെ വക്രമാണ്.
LDO കഴിഞ്ഞാൽ, സ്വിച്ചിംഗ് റിപ്പിൾ സാധാരണയായി 10mV യിൽ താഴെയാണ്. LDO ന് മുമ്പും ശേഷവുമുള്ള തരംഗങ്ങളുടെ താരതമ്യമാണ് ഇനിപ്പറയുന്ന ചിത്രം:
മുകളിലെ ചിത്രത്തിൻ്റെ വക്രവും ഇടതുവശത്തുള്ള തരംഗരൂപവും താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, നൂറുകണക്കിന് KHz ൻ്റെ സ്വിച്ചിംഗ് റിപ്പിൾസിന് LDO യുടെ ഇൻഹിബിറ്ററി പ്രഭാവം വളരെ നല്ലതാണെന്ന് കാണാൻ കഴിയും. എന്നാൽ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി പരിധിക്കുള്ളിൽ, LDO യുടെ പ്രഭാവം അത്ര അനുയോജ്യമല്ല.
അലകൾ കുറയ്ക്കുക. സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയുടെ പിസിബി വയറിംഗും നിർണായകമാണ്. ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള ശബ്ദത്തിന്, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസിയുടെ വലിയ ആവൃത്തി കാരണം, പോസ്റ്റ്-സ്റ്റേജ് ഫിൽട്ടറിംഗിന് ഒരു നിശ്ചിത ഫലമുണ്ടെങ്കിലും, പ്രഭാവം വ്യക്തമല്ല. ഇക്കാര്യത്തിൽ പ്രത്യേക പഠനങ്ങളുണ്ട്. ലളിതമായ സമീപനം ഡയോഡിലും കപ്പാസിറ്റൻസ് C അല്ലെങ്കിൽ RC-യിലും ആയിരിക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ ഇൻഡക്റ്റൻസ് ശ്രേണിയിൽ ബന്ധിപ്പിക്കുക.
മുകളിലുള്ള ചിത്രം യഥാർത്ഥ ഡയോഡിൻ്റെ തുല്യമായ സർക്യൂട്ടാണ്. ഡയോഡ് ഉയർന്ന വേഗതയുള്ളപ്പോൾ, പരാദ പാരാമീറ്ററുകൾ പരിഗണിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഡയോഡിൻ്റെ റിവേഴ്സ് റിക്കവറി സമയത്ത്, തത്തുല്യമായ ഇൻഡക്റ്റൻസും തത്തുല്യമായ കപ്പാസിറ്റൻസും ഒരു ആർസി ഓസിലേറ്ററായി മാറി, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആന്ദോളനം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ഈ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ആന്ദോളനം അടിച്ചമർത്താൻ, ഡയോഡിൻ്റെ രണ്ടറ്റത്തും കപ്പാസിറ്റൻസ് C അല്ലെങ്കിൽ RC ബഫർ നെറ്റ്വർക്ക് ബന്ധിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. പ്രതിരോധം സാധാരണയായി 10Ω-100 ω ആണ്, കപ്പാസിറ്റൻസ് 4.7PF-2.2NF ആണ്.
ആവർത്തിച്ചുള്ള പരിശോധനകളിലൂടെ ഡയോഡ് C അല്ലെങ്കിൽ RC-യിലെ കപ്പാസിറ്റൻസ് C അല്ലെങ്കിൽ RC നിർണ്ണയിക്കാനാകും. ഇത് ശരിയായി തിരഞ്ഞെടുത്തില്ലെങ്കിൽ, അത് കൂടുതൽ ഗുരുതരമായ ആന്ദോളനത്തിന് കാരണമാകും.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂലൈ-08-2023